宽带轨电压旁路的电容串联谐振

理想电容只存在于教科书中。现实世界的每个电容都会因其物理结构而变得更加复杂。由介电层隔开的两个板与导线或金属箔串联，即可实现实际的连接。这两个金属导体会引入等效串联电感（ESL），以及等效串联电阻（ESR）。总而言之，物理电容就是一种串联谐振电路，具有串联谐振频率以及受串联电阻影响的串联谐振因子“Q”。

电容并不仅仅局限于其字面意思。在低于其串联谐振的频率下，电容会对电激励表现出容性阻抗。而在高于其串联谐振的频率下，它对电激励表现出感性阻抗。

关于宽带轨电压旁路，一个传统的观点认为应该使用不同容量的电容并联组合。常见的并联组合阵容包括：一个大容量的铝或钽电解电容C1；一个大容量的陶瓷电容C2；一个小容量的陶瓷电容C3；电路板的布线电容，称之为C4；以及天知道从哪里来的电容，比如线束电容和/或半导体器件电容，称统为C5。

请记住，这五个电容中的每一个都不是单独的电容，而是一个串联组合，包括电容、电感和电阻。总之，它们由串联的RLC电路构成，将在串联谐振频率（SRF）处表现出串联谐振，其中SRF=1/（2π√ （LC））。对于如上所述并联连接的五个电容的组合，将会有五个串联谐振频率，并且还会有四个并联谐振频率，如图1所示。

图1：5个并联电容的9个谐振频率。

四个较小的电容C2~C5在四个频率处进入并联谐振状态，这四个频率略低于它们各自的串联谐振频率。然而，C1并没有任何并联谐振，因为该电容没有任何感应可以产生并联谐振效应。

使用SPICE和一些示例数字，我们可以深入研究这一问题，如图2所示。

图2：SPICE中5个电容的并联旁路。

此处显示的阻抗测量方法在文章“在SPICE中进行阻抗测量”中有详细描述。

对于这五个电容，将有五个串联自谐振频率，即SRF1、SRF2、SRF3、SRF4和SRF5，其中每一个电容都在其自身的SRF处阻抗最小。但是，不可避免地，在频率PRF2、PRF3、PRF4和PRF5处会产生四个总阻抗的并联谐振峰值。

PRF2源于C2~C5组合的容抗与C1感抗之间的并联关系。类似地，PRF3来自C3~C5的组合容抗与C1~C2的组合感抗之间的并联关系，而PRF4来自C4~C5对C1~C3的并联关系，最后，PRF5来自C5对C1~C4的并联关系。

五个阻抗零点和四个阻抗峰值都受到电阻值的影响，图3给出了一个示例。请注意，并联谐振频率本身不能完全消除，并联谐振将永远存在，你必须考虑到这一点。

图3：ESR的阻抗曲线变化。

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